複雜中藥分析問題的計算藥物分析方法研究

複雜中藥分析問題的計算藥物分析方法研究

來源：www.bioon.com 2006-12-17 01:45

隨著現代藥物科學、分析化學和信息科學的迅猛發展，複雜物質體系分析方法的研究已成為藥物分析學科前沿領域的主要課題。 中藥分析學是我國藥物分析學科重要的特需研究領域，其分析對象絕大多數是複雜化學物質體系，建立科學可行的中藥等天然藥物質量評價體系是廿一世紀我國藥物分析學和中藥學共同承負的歷史使命。由於中藥的化學組成十分複雜，且具有多組分、多靶點、多種途徑整合調節等藥效作用特點，人們至今還無法揭示中藥藥效物質基礎，使得中藥質量控制成為世界性難題。因此，中藥複雜化學物質體系分析是藥物分析學所面臨的巨大挑戰。為認識和闡明中藥複雜化學物質體系的內在規律，必須運用當代信息技術發展中藥分析的新理論、新方法和新技術，逐步建立計算中藥分析理論和技術方法學，以科學可信地分析和評價中藥質量。 本論文圍繞藥物分析學領域的上述重要研究命題，運用現代儀器分析、統計學、信息科學及計算智能等多學科交叉綜合技術，研究複雜中藥分析問題的計算分析方法學，主要研究內容和學術貢獻包括： 1．研究提出局部擬合主成分回歸法(LFPCR)，可用於計算校正具有非均勻性分布和非線性特點的光度分析數據集。將其用於分析黃連的藥根鹼、巴馬亭和小檗鹼等3種生物鹼，所得預測均方根誤差分別為0.023、0.040和0.052，優於主成分回歸法、偏最小二乘法以及人工神經元網絡法所得結果。 2．研究提出一個用於度量HPLC-DAD分析中色譜峰純度檢測限的新指標，並發展了一種基於小波變換的色譜峰純度檢測方法。仿真實驗表明，該法的檢測限較OPA和FSMWEFA等時域檢測方法有顯著改善；丹參藥材分析體系的實驗結果表明，該法具有較好的實用性。 3．對傳統窗口分析法進行改進，針對其窗口選擇的難題，研究提出一種迭代逼近算法，用於解析HPLC-DAD分析中的重疊峰。計算機仿真和模擬中藥物質體系的實驗結果均表明，窗口選擇偏差對該法計算分析結果準確性的影響遠小於窗口因子分析法。將其用於中藥丹參中丹參酮I、隱丹參酮和丹參酮IIA的HPLC-DAD分析測定，加樣回收率分別達到94.16%、91.57%和104.48%。 4．研究提出一種基於遺傳算法的色譜指紋峰配對識別方法，以克服現有人工選擇標誌峰法在配對識別色譜指紋圖譜指紋峰中所存在的缺陷。仿真實驗及實際分析實驗結果均表明，該法識別指紋峰準確可靠，可用於色譜指紋圖譜相似度的快速自動計算。 5．研究提出化學指紋圖譜的相似性測度概念，並提出峰數彈性、峰比例同態性和峰面積同態性等評價指標，用於多角度評價化學指紋圖譜相似性測度優劣。根據這些評價指標，用計算機仿真方法研究比較了6種相似性測度，結果表明夾角餘弦測度用於度量指紋圖譜間譜峰比例的波動較適宜，峰匹配測度可較靈敏地檢測小峰個數波動，而歐氏距離測度則具有較好的綜合評價能力。採用實測的參麥注射液色譜分析譜圖，研究考察了上述計算機仿真實驗結果，證明仿真結果符合實際情況。 6．研究提出一種能表徵中藥材質量模式的Fisher因子及其提取方法。以紅參主根的真偽鑑別為實例，從定量評價、目視比較和聚類分析等方面將Fisher因子、主成分及指紋峰進行分類效果對比研究，結果表明，Fisher因子能更好地表徵紅參化學模式特徵，分類準確性最高，適宜用作鑑別中藥材真偽。 7．研究提出一種基於小波變換的色譜指紋圖譜分形表達方法。仿真實驗結果表明，色譜小波基分形參量對譜峰保留時間漂移具有較好的抗幹擾能力。以當歸和川芎兩種中藥材的品種及道地性鑑別分類問題為實例，比較研究色譜採樣值與小波基分形參量，k-近鄰法的交叉驗證計算結果表明，小波基分形參量的分類效果優於色譜採樣值。

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